查詢演算法集：順序查詢、二分查詢、插值查詢、動態查詢(陣列實現、連結串列實現)

gudesheng發表於2008-01-03
演算法陣列
// search.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include "LinkTable.h"
#define        MAX_KEY  500

//------------------------------陣列實現部分----------------------------------
/*
    無序陣列順序查詢演算法函式nsq_Order_Search<用陣列實現>
    引數描述：
        int array[]    :被查詢陣列
        int n        :被查詢陣列元素個數
        int key        :被查詢的關鍵值
    返回值:
        如果沒有找到:    nsq_Order_Search = -1
        否則:            nsq_Order_Search = key陣列下標
*/
int nsq_Order_Search(int array[],int n,int key)
{
    int i;
    array[n] = key;
    /*for迴圈後面的分號必不可少*/
    for(i=0;key!=array[i];i++);
    return(i<n?i:-1);
}
/*
    有序陣列順序查詢演算法函式sq_Order_Search<用陣列實現>
    引數描述：
        int array[]    :被查詢陣列
        int n        :被查詢陣列元素個數
        int key        :被查詢的關鍵值
    返回值:
        如果沒有找到:    sq_Order_Search = -1
        否則:            sq_Order_Search = key陣列下標
*/
int sq_Order_Search(int array[],int n,int key)
{
    int i;
    array[n] = MAX_KEY;
    /*for迴圈後面的分號必不可少*/
    for(i=0;key>array[i];i++);
    if(i<n && array[i] == key)
        return(i);
    else
        return(-1);
}
/*
    有序陣列二分查詢演算法函式sq_Dichotomy_Search0<用陣列實現>
    引數描述：
        int array[]    :被查詢陣列
        int n        :被查詢陣列元素個數
        int key        :被查詢的關鍵值
    返回值:
        如果沒有找到:    sq_Dichotomy_Search0 = -1
        否則:            sq_Dichotomy_Search0 = key陣列下標
*/
int sq_Dichotomy_Search0(int array[],int n,int key)
{
    int low,high,mid;
    low = 0;
    high = n - 1;
    
    while(low<=high)
    {
        mid = (high+low)/2;
        if(array[mid] == key)
            return(mid);
        /*key>array[mid] 表明要求查詢的值在[mid+1,high]*/
        /*否則,在[low,mid-1]*/
        if(key > array[mid])
            low = mid + 1;
        else
            high = mid - 1;
    }
    return(-1);
}
/*
    有序陣列插值查詢演算法函式sq_Dichotomy_Search1<用陣列實現>
    (插值查詢演算法是二分查詢演算法的改進)
    引數描述：
        int array[]    :被查詢陣列
        int n        :被查詢陣列元素個數
        int key        :被查詢的關鍵值
    返回值:
        如果沒有找到:    sq_Dichotomy_Search1 = -1
        否則:            sq_Dichotomy_Search1 = key陣列下標
*/
int sq_Dichotomy_Search1(int array[],int n,int key)
{
    int low,high,        //二分陣列的上,下標
        pos;            //查詢碼的大致(估算)位置
    low = 0;
    high = n-1;
    while(low <= high)
    {
        pos = (key-array[low])/(array[high]-array[low])*(high-low)+low;
        /*找到關鍵值,中途退出*/
        if(key == array[pos])
            return(pos);
        if(key > array[pos])
            low = pos + 1;
        else
            high = pos - 1;
    }
    /*沒有找到,返回-1*/
    return(-1);
}
//------------------------------陣列實現部分----------------------------------
//------------------------------連結串列實現部分----------------------------------
/*
    無序連結串列順序查詢演算法函式nlk_Order_Serach<用連結串列實現>
    [查詢思想:遍歷連結串列的所有節點]
    引數描述：
        Node *head    :被查詢連結串列的首指標
        int key        :被查詢的關鍵值
    返回值:
        如果沒有找到:    nlk_Order_Serach = NULL
        否則:            nlk_Order_Serach = 鍵值為key的節點的指標
*/
Node *nlk_Order_Serach(Node *head,int key)
{
    for(;head!=NULL && head->data != key;head = head->link);
    return(head);
}
/*
    有序連結串列順序查詢演算法函式lk_Order_Serach<用連結串列實現>
    [查詢思想:依次遍歷連結串列的節點,發現節點不在key的範圍時提前結束查詢]
    引數描述：
        Node *head    :被查詢連結串列的首指標
        int key        :被查詢的關鍵值
    返回值:
        如果沒有找到:    lk_Order_Serach = NULL
        否則:            lk_Order_Serach = 鍵值為key的節點的指標
*/
Node *lk_Order_Search(Node *head,int key)
{
    for(;head!=NULL && head->data < key;head=head->link);
    /*當遍歷指標為NULL或沒有找到鍵值為key的節點,返回NULL(表明沒有找到)*/
    /*否則,返回head(表明已經找到)*/
    return(head==NULL || head->data != key ? NULL : head);
}
/*
    有序連結串列動態查詢演算法函式lk_Dynamic_Search<用連結串列實現>
    [查詢思想:依次遍歷連結串列的節點,發現節點不在key的範圍時提前結束查詢]
    引數描述：
        Node *head:    被查詢連結串列的首指標
        Node **p;    鍵值為key的節點的前驅指標(回傳引數)
        Node **q:    鍵值為key的節點指標(回傳引數)
        int key    :    被查詢的關鍵值
    注意:
        當 *p == NULL 且 *q != NULL,連結串列的首節點鍵值為key    
        當 *p != NULL 且 *q != NULL,連結串列的中間(非首,尾)節點鍵值為key
        當 *p != NULL 且 *q == NULL,連結串列的尾節點鍵值為key
        當 *p == NULL 且 *q == NULL,連結串列是空連結串列
*/
void lk_Dynamic_Search(Node *head,Node **p,Node **q,int key)
{
    Node *pre,*cur;
    pre = NULL;
    cur = head;
    for(;cur != NULL && cur->data < key;pre = cur,cur = cur->link)
    *p = pre;
    *q = cur;
}
/*
    有序連結串列動態插入演算法函式lk_Dynamic_Insert<用連結串列實現>
    引數描述：
        Node *head:    被插入連結串列的首指標
        int key    :    被插入的關鍵值
    返回值:
        lk_Dynamic_Search = 插入鍵值為key的節點後的連結串列首指標
*/
Node *lk_Dynamic_Insert(Node *head,int key)
{
    Node 
        *x,        //插入節點的前驅節點
        *y,        //插入節點的後續節點
        *p;        //插入的節點
    p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    p->data = key;
    p->link = NULL;
    lk_Dynamic_Search(head,&x,&y,key);
    if(x==NULL)
    {
        p->link = x;
        head = p;
    }
    else
    {
        p->link = x->link;
        x->link = p;    
    }
    ListLinkTable(head,"插入節點");
    return(head);
}
/*
    有序連結串列動態刪除演算法函式lk_Dynamic_Delete<用連結串列實現>
    引數描述：
        Node *head:    被刪除連結串列的首指標
        int key    :    被刪除的關鍵值
    返回值:
        lk_Dynamic_Delete = 刪除鍵值為key的節點後的連結串列首指標
*/
Node *lk_Dynamic_Delete(Node *head,int key)
{
    Node    *x,        //刪除節點的前驅節點
            *y;        //刪除的節點
    lk_Dynamic_Search(head,&x,&y,key);
    if(x==NULL)
        /*因為x=NLLL時,y指向首指標*/
        head = y->link;
    else
        x->link = y->link;
    free(y);
    ListLinkTable(head,"刪除節點");
    return(head);
}
//------------------------------連結串列實現部分----------------------------------
int main(int argc, char* argv[])
{
    Node *head;
    //Node *p,*x,*y;
    int KEY;
    int count,i;
    //int result;
    KEY = 11;
    //PrintArrayValue(TestArray2,DEFAULT_ARRAY_SIZE,"原始");
    //result = sq_Dichotomy_Search1(TestArray2,DEFAULT_ARRAY_SIZE,KEY);
    //printf("查詢結果是：陣列[%d] = %d ",result,TestArray2[result]);
    head = CreateLinkTable(DEFAULT_ARRAY_SIZE,TestArray2);
    ListLinkTable(head,"原始");
    /*
    p = lk_Order_Search(head,KEY);
    if(p==NULL)
        printf(" 查詢結果是：指定連結串列中沒有[資料域 = %d]的節點! ",KEY);
    else
        printf(" 查詢結果是：節點.Data = %d 節點.Link = %d 節點.Addr = %d ",p->data,p->link,p);
    */
    printf("輸入插入節點的個數： ");
    scanf("%d",&count);
    for(i=0;i<count;i++)
    {
        printf("輸入插入節點的資料域： ");
        scanf("%d",&KEY);
        lk_Dynamic_Insert(head,KEY);
    }
    do
    {
        printf("輸入刪除節點的資料域： ");
        scanf("%d",&KEY);
        lk_Dynamic_Delete(head,KEY);
    }while(head!=NULL);
    printf(" 應用程式正在執行...... ");
    return 0;
}



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